котельная установка

Формула изобретения

Котельная установка, содержащая несколько паровых котлов, оснащенных регенеративными вращающимися воздухоподогревателями с уплотнениями между их воздушными и газовыми трактами, дутьевыми вентиляторами воздуха, сообщающимися через воздушные тракты с горелками, дымососами уходящих дымовых газов, подсоединенными по всасам к выходящим из регенеративных вращающихся воздухоподогревателей газовым трактам, а по напорам соответственно дополнительными газоходами к корпусам регенеративных вращающихся воздухоподогревателей в их воздушные тракты и к общему дымоудаляющему газоходу, подключенному к дымовой трубе, отличающаяся тем, что для всех паровых котлов установлена общекотельная газодувка, подсоединенная всасывающим патрубком к общему дымоудаляющему газоходу, подсоединенному к одной дымовой трубе, а ее напорным патрубком соответственно к выполняемому дополнительно общему напорному газоходу, сообщаемуся с газоходами, подключенными к корпусам воздушных трактов всех регенеративных вращающихся воздухоподогревателей в зоны их уплотнений, при этом давление уходящих дымовых газов от газодувки превышает давление воздуха в зонах уплотнений.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано на котельных установках с паровыми котлами, не имеющими дымососов рециркуляции газов.

Известен котельный агрегат по патенту N 2051312, F 22 B 31/09 от 06.05.92 г. RU (1), в котором с целью уменьшения утечек горячего воздуха в дымовые газы через уплотнения регенеративного вращающегося воздухоподогревателя для повышения экономичности установлен дополнительный трубчатый воздухоподогреватель 20, через который дымососом 13 рециркуляции газов выполняется наддув охлажденными дымовыми газами воздушного отсека 18 регенеративного воздухоподогревателя давлением газов, превышающим давление воздуха в нем. Этим обеспечивается устранение утечки горячего воздуха через уплотнения по окружности вращающегося ротора 5. Наряду с достоинствами по повышению экономичности на котельной установке, содержащей несколько паровых котлов, на каждом из них требуется установка дополнительного трубчатого воздухоподогревателя 20 (с соответствующими затратами) и в ее составе должны быть дымососы 13 рециркуляции газов на каждом паровом котле.

Известен также котельный агрегат по а.с. N 1006861, F 23 L 15/02 от 24.02.81 г. SU (2), принятый в качестве "Прототипа", на котором нет дымососа рециркуляции газов и наддув воздушного отсека 5 регенеративного воздухоподогревателя 7 осуществляется за счет создаваемого напора от дымососа уходящих газов 3 прикрытием клапана 15.

В этом техническом решении также имеются недостатки, заключающиеся в необходимости использования дымососа 3 как для создания наддува, так и для удаления дымовых газов в дымовую трубу, что возможно лишь при неполной нагрузке парового котла, при этом возникает ограничение паровой нагрузки котла при обеспечении наддува воздушного отсека 5, а при максимальной нагрузке наддув прекращается с изменением режима работы парового котла, т.е. имеется зависимость работы системы наддува от режима работы парового котла.

Целью изобретения является обеспечение наддува воздушных отсеков регенеративных вращающихся воздухоподогревателей на котельной установке, содержащей несколько паровых котлов, не имеющих дымососов рециркуляции газов, во всем диапазоне их нагрузок независимо от режима их работы.

Эта цель согласно заявки на изобретение достигается тем, что на котельной установке, содержащей несколько паровых котлов, оснащенных регенеративными вращающимися воздухоподогревателями с уплотнениями между их воздушными и газовыми трактами, дутьевыми вентиляторами воздуха, сообщающимися через их воздушные тракты с горелками, дымососами уходящих газов, подсоединенных по всасам к выходящим из регенеративных воздухоподогревателей газовым трактам, а по напорам соответственно к общему дымоудаляющему тракту, подключенному к дымовой трубе, и по дополнительным газоходам к корпусам регенеративных воздухоподогревателей с подпорными клапанами за дымососами уходящих газов, согласно заявки на изобретение устанавливается для всей котельной установки дополнительно, независимо от их режима работы, газодувка, подсоединенная всасывающим патрубком к общему дымоудаляющему газоходу, а ее напорным патрубком соответственно к выполняемому общему напорному газоходу, сообщающемуся с корпусами воздушных трактов всех регенеративных вращающихся воздухоподогревателей в зонах их уплотнений.

Новыми существенными признаками являются:

1. Установка на котельной установке газодувки для всех паровых котлов.

2. Использование для наддува воздушных трактов в зонах уплотнений регенеративных вращающихся воздухоподогревателей отработанных дымовых газов из общего дымоудаляющего газохода, подключенного к дымовой трубе с независимым режимом ее использования от нагрузки и режима работы котлов.

3. Дымовые газы перед выбросом в атмосферу, как правило, очищаются от золовых и других загрязнений и наддув ими по п.2 может осуществляться независимо от вида сжигаемого топлива очищенными газами. (На котельном агрегате (1) изобретение предназначено преимущественно при работе на газообразном топливе).

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана в плане котельная установка, содержащая, например, три паровых котла 1 с горелками 2, к которым подводится топливо (показано для упрощения стрелками), регенеративные воздухоподогреватели 3 с вращающимися роторами 4, с аксиальными, периферийными (по окружностям роторов 4) и радиальными 5 уплотнениями (по их диаметрам), которыми они разделяются на газовые и воздушные тракты, дутьевые вентиляторы 6 с воздуховодами 7, дымососы уходящих газов 8 с всасывающими газоходами 9, подсоединенные к общему дымоудаляющему газоходу 10, подключенному к дымовой трубе 11, к которому всасывающим патрубком 12 подсоединена согласно заявки на изобретение газодувка 13, напорным патрубком подключенная к общему напорному газоходу 14, сообщенному через клапаны 15 с дополнительными газоходами 16, подсоединенными к регенеративным воздухоподогревателям 3 в зонах их уплотнений на воздушных трактах.

Работа котельной установки осуществляется следующим образом. В горелках 2 паровых котлов 1 сжигается топливо с выработкой пара при теплообмене горячих газов в топках с поверхностями нагрева, по которым проходит вода по известному технологическому процессу (для упрощения эта технология, не имеющая к сущности изобретения, не показана). Образующиеся от сжигания топлива дымовые газы после теплообмена внутри паровых котлов с температурой примерно 300-400^oC по всасывающим газоходам 9 отсасываются дымососами уходящих газов 8 через теплообменные поверхности, расположенные в роторах 4 регенеративных воздухоподогревателей 3 в общий дымоудаляющий газоход 10 и далее через дымовую трубу 11 выводятся в атмосферу. При проходе дымовых газов через теплообменные поверхности вращающихся роторов 4 происходит нагрев воздуха, поступающего от дутьевых вентиляторов 6 до температуры примерно до 300^oC, который по воздуховодам 7 поступает к горелкам 2 для сжигания топлива. При теплообмене температура дымовых газов снижается примерно до 140-170^oC. Поскольку газовые тракты регенеративных воздухоподогревателей находятся под разряжением, создаваемым дымососами уходящих газов 8, а воздушные тракты под избыточным давлением от дутьевых вентиляторов 6, то для уменьшения утечек горячего воздуха через аксиальные и периферийные уплотнения 5 из общего дымоудаляющего газохода 10 газодувкой 13 согласно изобретению отбирается часть охлажденных дымовых газов и по общему нагнетательному газоходу 14 нагнетается по дополнительным газоходам 16 в корпуса всех регенеративных воздухоподогревателей их воздушных трактов, создавая в зонах аксиальных и периферийных уплотнений 5 давление, превышающее давление воздуха, создаваемое дутьевыми вентиляторами 6 в регенеративных воздухоподогревателях 3, и поступает (показано стрелками на одном паровом котле) в воздух, запирая тем самым его утечку в газовые тракты через периферийные и аксиальные уплотнения 5 (по образующей корпуса регенеративных воздухоподогревателей) с уменьшением теплопотерь и соответствующим повышением КПД паровых котлов. (На отечественных паровых котлах утечки воздуха в газовый тракт составляют 25-40% при норме 20%, принятой по (3).

По оценке фирмы ОРГРЭС 10% утечки горячего воздуха снижают КПД паровых котлов на 0,5% без учета дополнительного расхода электроэнергии на тягодутьевые механизмы).

Поступающие в воздух нагнетаемые дымовые газы смешиваются с воздухом и поступают в горелки 2, обеспечивая тем самым рециркуляцию части охлажденных дымовых газов, что положительно влияет на уменьшение образования вредных продуктов от сгорания топлива - окислов азота. Рециркуляция газов, как известно, является одним из самых эффективных мер по снижению образования окислов азота и приведена во многих источниках, в том числе, например, в выкопировке из прилагаемого источника (4, с. 12-19).

Таким образом, благодаря установке газодувки 13, подсоединенной к общему дымоудаляющему газоходу для уплотнения отработанными дымовыми газами регенеративных вращающихся воздухоподогревателей всех паровых котлов в котельной установке, на которой нет дымососов рециркуляции газов, обеспечивается повышение их экономичности с улучшением экологии окружающей природной среды. Снижение перетоков горячего воздуха в газовые тракты снижается примерно вдвое, т.к. остальная половина все же перетекает по диаметрам роторов 4, где имеются штатные радиальные уплотнения 5 в виде пластин.

Напор и величина наддува регулируются клапанами 15, которыми отключается наддув при останове парового котла.

Источники информации

1. Патент N 2051312, F 22 B 31/09 от 06.05.1992 г. RU "Котельный агрегат".

2. Авторское свидетельство на изобретение "Котельный агрегат" N 1006861 F 22 B 31/08, F 23 L 15/02 от 24.02.1981 г. SU.

3. "Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)" Москва, издательство "Энергия", 1973, с. 199, табл. XVI.

4. "Влияние на окружающую среду выбросов тепловых электростанций в атмосферу. Методы снижения образования окислов азота в топках котлов", издание СПО ОРГРЭС, Москва, 1994 г. с. 12-19 (выкопировка прилагается).